多晶硅位于光伏产业链上游，目前多晶硅制备已经形成较为完整的产业链。改良西门子法是制备多晶硅应用最多的方法，高技术成熟度、高安全性、高产品质量打造改良西门子法核心优势。我国多晶硅产业几经沉浮，目前多晶硅产量已经连续六年位居全球首位，各种制备新技术不断进步。
多晶硅位于光伏产业链上游，资金和技术壁垒较高
多晶硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的非金属材料。按纯度要求及用途不同，我国将多晶硅分为太阳能级硅（6N）和电子级硅（11N），太阳能级硅主要用于太阳能电的生产制造，而电子级多晶硅作为主要的半导体电子材料，广泛应用于电子信息领域。目前而言，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅的需求量的增长速度远高于半导体多晶硅的发展。
多晶硅制备的上游环节为原材料和制备设备，以大自然中存在的硅料为原材料，通过物理法和化学法将硅料提纯制备为多晶硅和单晶硅；中游为多晶硅制备环节，通过铸锭、剖锭、多线切割等方法将多晶硅原料制成多晶硅片，从而进行实际应用。下游环节为多晶硅的应用领域，目前在太阳能光伏和集成电路中应用较多。
多晶硅制备由1865年美国杜邦公司发明的锌还原法拉开序幕，1930-1959年，四氯化硅氢还原法（贝尔法）、三氯氢硅热分解法（倍西内法）、硅烷热分解法与改良西门子法相继出现。其中由德国瓦克公司在西门子法基础上形成的改良西门子法仍为当今多晶硅企业主要制备工艺。美国联合碳化物公司（UCC）于1981额年成功开发出流化床法多晶硅生产工艺，并于1987年由美国乙基公司实现首次工业化生产。多晶硅制备需要较为庞大的资金购买设备，技术水平要求较高，因此进入门槛较大。
改良西门子法为主流工艺，高产品质量是核心优势
流化床法是一种以硅烷为反应原料的化学提纯法，是在改良西门子法工业化生产多晶硅二十多年后开发的新一代生产工艺，主要目的是降低多晶硅的生产能耗和成本。流化床法主要优势为转化率高、能耗低、可连续生产、副产物污染小，但由于安全性较差、炉壁沉积、流态化控制、产品纯度控制等问题尚未实现大规模应用，目前仅有美国MEMC和挪威REC等少数厂家使用。
高技术成熟度、高安全性、高产品质量打造改良西门子法核心优势。自1955年开发成功后，西门子法已经经历了超过60年的持续改良，技术成熟度非常高。改良西门子法在安全性上远超硅烷法，短期内其生产成本也低于硅烷法。此外，改良西门子法能够生产9N-11N的高纯度多晶硅，兼容太阳能级和电子级产品生产。综合来看，在其他技术没有重大突破的前提下，改良西门子法有望在较长时间内保持其竞争优势。
中国多晶硅产量居全球首位，制备新技术不断进步
新中国成立后近40年里，由于发达国家的技术封锁和市场垄断，我国多晶硅行业发展缓慢，全国多晶硅年产量不到世界总年产量的0.5%。直到2005年，我国首条300吨/年多晶硅产业化示范线建成，标志着多晶硅规模化生产技术体系的形成，打破了国外多年的技术封锁。而四川新光年产千吨多晶硅产线2007年的投产，则标志着我国迈入了千吨级生产技术。
2009年国发38号文将多晶硅列为6大产能过剩行业之一，加之国外倾销压制和信贷紧缩三重致命利空叠加使我国多晶硅产业陷入泥潭。2013年10月国发892号文将多晶硅从产能过剩行业中摘除，我国多晶硅产业迎来黄金发展期，到2018年连续六年多晶硅产量位居全球首位，2018年全球产量占比达57.81%。
目前多种提升多晶硅制备效率的新技术正在研发进程中，其中由日本德山研发的气液沉积法（VLD）是目前最具有应用化前景的技术之一。日本德山在马来西亚的6000MT/年的VLD法多晶硅装置与2013年建成，但因产品质量问题未实现规模化生产。区域熔化提纯法根据熔化的晶体在再结晶过程中因杂质在固相和液相中的浓度不同而达到提纯的目的，REC公司已于2006年在新工厂开始使用该方法。另外，碳热还原反应法、铝热还原法尚处于实验室阶段，较短时间内不具备产业化前景。
更多数据及分析请参考前瞻产业研究院《中国新材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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